关 键 词：

2020-09 6张CAD图+说明书 2020 09 全自动 中药 制片 控制系统 设计 CAD 说明书

资源描述：

【2020-09】全自动中药制片控制系统设计【6张CAD图+说明书】,2020-09,6张CAD图+说明书,2020,09,全自动,中药,制片,控制系统,设计,CAD,说明书

内容简介：

摘要本论文设计一款全自动中药制片系统，搭配强迫装料系统实现自动装填药粉。本系统多个冲模，安装在冲盘上，由电机通过传动系统驱动旋转，冲模划过导轨时，自动压片且自动脱模，实现中药片的全自动高产。本系统通过plc控制，设置参数后，完成整个制药压片流程。压片区与传动区分离，符合国家卫生安全标准。并且对压片机构及强迫加料机构进行设计。同时对强迫加料器在不同转速情况下生产压片质量进行了实验数据分析，得到了最优加料器叶轮转速的结论，对生产有重大指导意义。关键词：压片机 质量标准 片剂 旋转式压片机AbstractThis thesis designs a fully automatic Chinese medicine production system, which is equipped with a forced charging system to realize automatic filling of medicine powder. The multiple punching dies of this system are installed on the punching plate and driven by the motor through the transmission system to rotate. When the punching die crosses the guide rail, the tablet is automatically compressed and demolded automatically, realizing the fully automatic high-yield production of Chinese tablets.This system is controlled by PLC, and after setting the parameters, the entire pharmaceutical tableting process is completed. At the same time, the experimental data analysis of the tabletting quality of the feeder under different speeds was carried out.Keywords: Tablet press ；Quality standard ；Tablet ；Rotary tablet press目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1研究目的及意义11.2国内外研究现状1第2章 理论基础及方案设计42.1 旋转式压片机的结构及工作原理42.2 方案选择82.2.1 选择冲模82.2.2 选择加料方式102.2.3选择电机11第3章 全自动中药制片系统123.1 总体框图123.1.1主传动系统的内部结构123.1.2冲盘的内部构成143.1.4 供料系统163.1.5 主压轮机构173.1.6预压轮的内部结构183.2 强迫加料系统运行速率对填充物料过程稳定程度的作用183.3 电气调控体系的基本构成成分和具体作用19第4章 实验与数据分析224.1 实验背景224.2 实验手段阐述224.3 实验数据分析23第5章 经济成本预算25第6章 结论26参考文献27致谢11第1章 绪论1.1研究目的及意义我国的少数民族和汉族的医药都可以叫做中医药，中医药这个词历史悠久，医学理论体系完整，充分表现出我们国家的人民对疾病和健康的深刻认识。中医药有很多不同的种类，药品的状态不同，分类也不同，有口服丸剂，片剂,口服酊膏剂,胶囊剂,还有直接口服的散剂，直接口服的粉和颗粒,注射药剂，外涂栓剂和外用涂剂等.片剂因为有许许多多的好处，所以是目前使用较多的，片剂使用的剂量精准，生物利用率高，片剂通常是干燥的，保存时间长，在储存的时候在外面加一层纸就可以防止潮解，不容易受到水分、阳光、温度、空气等的影响,运输十分方便，生产成本低廉，一次的生产量多，生产卫生标准高，是大家常用的药型.制作药片有许多的方法，最常用的是四种，分别是干法制粒压片法、湿法制粒压片法、粉末直接压片法和热熔制粒压片法。最常用的是操作简单的粉末直接压片法，只需要将已经配置好的要放在一起混合均匀即可，生产成本低，生产数量多. 压制药片的设备是压片机.压片机种类也有很多，主要有以下几种：旋转式包芯压片机；旋转式压片机；单冲式压片机；花篮式压片机；全自动高速压片机；亚高速旋转式压片机。其中非人工全自动的高速压片机具有符合GMP要求;可以自动加料，叶轮的形式多种多样，可以满足不同形式的药品的要求，再加入药物的时候加入量准确;压制药片的时候压力大，需要提前进行预压，这样可以保证运行过程平稳，一些难压的物料也可以轻易制成;下压轮、出药片的机构和下轨道安装方式特别，压制药片的操作室是无死角360压制;设备中加入了阻尼结构，塞冲现象几乎不会发生，防尘和防油效果好;控制设备的是计算机，人可以在界面上直接操作，PLC界面观察清晰的制作过程，操作方便.但生产效率可满足大批量生产的需求。本课题将对全自动高速旋转式压片机进行研究.1.2国内外研究现状2010年岳鹏飞等人在浅谈全粉末直接压片技术及其在中药应用中的关键问题一文中就直接说明了全粉末直接压片方法的好处，如生产成本低廉，产品质量好，生产效率高、操作简单等。现在我们国家制作药片用的最多的是湿法制粒技术, 只有不超过五分之一的地方使用粉末直接压片法制作药片 。简要介绍了影响全粉末直接压片技术发展的原因，在生产过程中存在的问题等，如可压性差、防潮性差和流动性差等。曹刚等在2014年发布的基于MATLAB对压片机机身遗传算法优化一文中提出了压片机中最重要的就是机身，机身上有所有的零件, 在运行 的时候机身会承受巨大的载荷压力, 产品的精度与机身变形的程度密切相关。在研究的时候选择的是Matlab遗传算法，这种方法有遗传算法的优点，计算方便利用计算方法优化机身，提高产品生产的精度, 企业的经济利润和社会整体的利润都会有大幅度提高。2015年朱湘宁等人发表的分析压片机冲头在工作过程中的受力一文中提出高速摄像法是一种全新的精确测试压片机冲头受到的作用力的方法，这种方法测试的结果准确。可以将冲头在工作过程中的速度变化准确表示出来，然后可以精准的分析压头处受到的作用力和速度的变化过程，在设计主轴和压轮等不见的时候依据这些数据可以精准的设计符合要求的零件。压头受力精准可靠，有助于以后设计符合标准的压片机，维修的时候也更加方便，应用潜力很大。朱湘宁在2016年的时候发表了压片机全粉压片所存问题的分析与改进，在这篇文章中说明了固体药物制剂微粉化和可压淀粉是当前一种发展趋势，很多的制药企业就开始使用粉末压片法制作药片。传统的 方法不能很好的满足粉末压片法要求。有的制药厂用超过100种的材料混合后用压片机制作药片 。但是发现制作的药片质量差，材料流动性差，甚至会发生粉末泄露的现象, 压片的时候需要很大的力，压片质量重、压片速度大幅下降等现象。针对这些问题需要对设备新型改进，特别是压片工艺参数、调整辅料和设备整体结构的改进等几个点出发进行改进。在这篇文章中选择的是因果图分析法, 分别分析了物料、工作人员、机器、方法、生产环节这几个方面, 并结合实际改进效果给出解决问题的思路和方法。2017年黄珊珊等人在就提出最新的多元药剂就是微片，这种方法在制备药片的时候和普通的生产过程类似，药片包装剪刀，生产数量大，生产效率高，但是在药片的制作形态方面，对设备的整机结构要求就比较高，设备的模孔和冲头时最关键的两个部件；在制作的时候，粉末物料的流动性要足够高。只作为偏方法使用最多的是四种，分别是干法制粒压片法、全粉末直接压片法、热熔制粒压片法和 湿法制粒压片法。杨兵等在2018年的时候在基于ANSYS的压片机机身优化设计一文中提出传统的设备设计将安全放在首位, 结构设计就比较保守，缺乏创新, 设备笨重，设备造价高浪费现象严重。典型的DDY型单冲式压片机使用的分析软件是ANSYS有限元分析软件, 用这个软件分析压片机的动态特征和静态特征, 校验压片机机身的刚度和承载能力, 优化结构的时候用的就是计算分析的数据。2018年昌水平等人在复方新会陈皮含片制备工艺的研究一文中提出了生产和筛选复方新会陈皮含片的原料的方法。这种药片的药片重量差异、含化时间、药片外形、硬度、臭味感、脆碎度、砂砾感和崩解时限都符合标准。根据标准要求在原来的生产基础上做了工艺改进，即避免药物的损失，又简化了制备过程。，2019年陈书文等人在中指出在高校采购的设备数量有限，因为设备的价格很高。在设备生产的时候，对实验室的整体环境、工作人员的着装、岗位操作记录等要求十分严格，必须满足GMP的生产规范。现在在高校中开展这种试验是十分困难的。使用虚拟的仿真平台局可以帮助员工熟悉GMP规范, 企业的培训成本也会大大降低, 制药企业在国际竞市场上的竞争力也会有所增强。第2章 理论基础及方案设计2.1 旋转式压片机的结构及工作原理图2-1为旋转式压片机结构和原理示意图，这种压片机目前使用最多，这种压片机的部件有许多，主要的是围罩、压轮架部件、传动部件、转台部件、润滑部件和轨道部件等。这种转台的上层模孔安装的是上冲杆，中模就安装在中层，下冲杆就安装在下层模孔，这种转台有三种。转台在转动的时候会带动着上冲杆和下冲杆一起运动，运动轨迹固定。在上冲杆和下冲杆的对应位置设计人员会安装上压轮和下压轮这两个压轮在转动的时候可以分别带动对应的杆件运动，这样物料就可以自动的被运送到对应的位置。加料器会将物料直接输送到中模孔里面，加料器哎转台中层上，位置是固定不动的。下压轮的高度在调节的时候可以用压力调节手轮控制，下冲的高度和下压轮的高度有关，压力随着上冲和下冲的时候的距离的增大而增大。物料的填充物料和中模孔物料容积都可以用片重调节手轮控制。压片机在进行第二次压制的时候必须进行预压，物料在正式压制之前先通过上预压轮和下预压轮压缩，这样可以获得质量好的药片；这种压制方法也可以用来压制双层片，预压的时候加一次料，主压的时候再加一次料就可以获得双层片剂。图 2-1 旋转式压片机结构和原理示意图旋转式压片机压缩的速度：在深入的分析转台转动速度、压轮半径、转台半径和物料填充深度之后，就可以了解影响旋转式压片机的压片性能和几何特性的因素。假设在模内压制的颗粒某一个瞬间厚度是h，压制结束后片厚度是h0，待压制物料在这个瞬间的厚度就是hh0，就是待压深度h，h等于hh0，单位时间内中模物料颗粒层厚度变化情况就是，v=ht （2-1）其中 h代表的是物料颗粒的待压深度；t代表的是时间；v代表的是压缩速度。压片机的转台和压轮的压缩速度v与压片机主的关系公式是：v=NR15rh（2-2）其中 r代表的是压轮半径；R代表的是转台半径；N代表的是转台转速。由上式可知：（1）片剂待压制深度和压缩速度v之间有一定的函数关系，在压制物料的时候压制速度是越来越慢的，压制结束的瞬间，也就是h=0的时候压缩速度就是0；（2）压轮的半径r、转台的转速N和转台的半径R都和压缩速度之间有一定的函数关系，压轮半径r增大、转台半径R减小和转台转速N减小的时候压缩速度都会减小。使用旋转式压片生产的时候：压轮是被动旋转的，转台带动压轮旋转。片剂硬度越大，压缩速度越小；片剂的质量随着转台半径R的减小、压轮半径r的增大和转台转速N的减慢而降低。计算旋转式压片机压缩时间：图2-2为旋转式压片机压缩时间计算示意图：冲杆刚进入压轮区的位置是，冲杆进入恒定压缩区域的位置是，杆离开压轮区域的位置是。图 2-2 旋转式压片机压缩时间计算示意图图2-2代表的是整个压缩时间T，Tt1+t2一起组成这个时间。t1代表的是动压缩时间，也就是物料开始冲模压缩到冲杆底平面再到压轮最底部的时间，物料刚开始压缩的厚度假设是h，颗粒层最后动压缩厚度是h0，料层厚度的变化h等于hh0，需要时间是：t1=30Nsin-1rhR（2-3）t2我们称为净压缩时间，也即保压时间，为：t2=30dRN（2-4）因此，旋转式压片机总的片剂压缩时间为：T=30Nsin-1rhR+30dRN（2-5）式中 T代表的是压缩的时间；t1代表的是动压缩的时间；t2代表的是静压缩的时间；N代表的是转台的转速；R代表的是转台的半径；r代表的是压轮的半径；de代表的是冲杆顶平面的直径。实际情况表明：压片机不同的时候，规格一样的压头用一样的压力压制数量相同的物料的时候，压缩停留的时间越长，片剂硬度越高。片剂的硬度随着转台半径R的减小、压轮半径r的增大、转台转动速度N的降低和杆底平面直径d的增加而增加。在实际生产的时候不能将转台半径和压片机转速降低太多，否则会降低压片机生产片剂的能力。计算旋转式压片机冲杆位移：旋转式压片机的冲杆在压片的时候直接运动到压轮边缘，上压轮的下边缘和上冲杆紧靠，下冲杆在下压轮的上边缘直接运动到上冲杆的上压轮最低的位置，下冲杆就运动到下压轮最高位置。物料颗粒就被压制成片剂。图2-2和图2-3所表示的，OPr。图 2-3旋转式压片机冲杆位移示意图y代表的是上冲头和下冲头顶点到压轮中心边线右压轮中心线投影长度的和，冲头位移长度是OQ长度的两倍。y=2Op=2r2-PQ=2r2-PQy=2r2-R2sin2=2r2-R2sint（2-6）其中 y代表的是旋转式压片机冲杆位移；r代表的是压轮的半径；R代表的是转台的半径；代表的是转盘上的角度；代表的是转盘角速度；t代表的是时间。2.2 方案选择设计要求：运动速度范围03m/sec ，功率：5.5kW2.2.1 选择冲模选择片型：压片冲模的关键就是选择合适的片型。咀嚼片对硬度的要求就比较高，必须容易咀嚼，选择的就是斜边型平片；包衣就可以是浅凹形薄膜。片剂的糖分大的时候，片型最好是平面或者浅凹。硬质合金和合金钢都可以制造中模。片型的冲模形状为深凹型的时候非常容易损坏，不建议经常使用。中药片中不使用润滑剂和粘合剂，压制的时候需要施加比较大的力，浅凹片型最合适。如图2-4所示。 图 2-4 片剂种类示意图国际标准冲模有IPT、EU、JB/T20080.1-2006(T 系列)。选用IPT25.35作为冲模。如图2-5，图2-6，图2-7。图 2-5 标准D型上冲杆图 2-6 标准D型下冲杆图 2-7 标准D型中模2.2.2 选择加料方式靴式加料系统：药粉在使用单冲压片机的靴式加料器加料的时候，非常容易分层，只在压片的一侧施加压力，施加的压力不均匀，药片容易裂开，生产噪声大。药片生产率非常低，仅为6080片/min，生产尺寸较大的药片和在实验室中使用的药片的时候可以用该设备。月形栅式加料系统：现在这种目前月形栅式加料系统再旋转型压片机中使用范围广，所加的物料流动性要好，大小也要均匀，加料完全依靠物料自身的重量，填充的时候使用弯曲栅格板可以实现多次填充，药片之间的重量差异十分小。这种旋转式压片机不管是上冲还是下冲都可以施加均匀的压力。现在绝大多数的中低速压片机加料系统都是两套，一套模具随着转盘转动1周就能充填物料2次，得到两个药片，使用这种设备生产率提高，许多企业都在使用这种压片机进行生产。这种加料系统自身也有许多的缺点（1）物料的使用标准高，必须用符合规定的物料才可以，在压制之前需要先得到符合要求的物料颗粒，这样就大大增加了生产的成本；（2）填充物料的时间要足够长，在填充无聊的时候完全依靠物料自身的重量，填充的时间必须足够长，转盘在转动的时候速度也要控制好，不能太高，否则填充不充分导致片重差异大。强迫加料系统：强迫加料系统除了可以加粉末型的物料，还可以加颗粒状物料。物料填充的时候是被动强制的，填充在很短的时间内就可以完成，转盘速度也不用很慢，在高速旋转式压片机和亚高速旋转式压片机上用这种加料系统比较多，高速压片机转盘转动的速度可以达到80 r/min。现在这种加料系统的使用范围越来越广。图2-8就是强迫加料系统结构示意图。物料落下的时候是强制的，片剂的重量稳定，制作粉末状或者颗粒状的物料时候可以用这种加料系统。图 2-8 强迫加料系统结构示意图2.2.3选择电机表2-1为电机的型号表。电机型号选择的是Y132M-4，电机功率规定的是 7.5kW，主电机转动的速度分别是1450 (频率为50Hz)， 1740 (频率为60Hz)。表 2-1 电机型号表型号Y132S2-2Y132M-4Y160M-6Y160L-8功率（kW）7.57.57.57.5转速（r/min）29001450970720电流（A）15.015.417.017.7蜗杆头数: 2蜗轮齿数: 33同步小带轮齿数: 36 同步大带轮齿数：65速比i: 36*2/65*33=0.0335664转台最大转速(60Hz) =0.0335664*1740=58.4转台转速(50Hz) =0 .0335664*1450=48.67 转台半径取284mm转台线速度=0.284*58.4/60*2=1.74m/sec符合设计要求。第3章 全自动中药制片系统3.1 总体框图全自动中药制片系统总体框图如图3-1所示。图 3-13.1.1主传动系统的内部结构根据下面的系统结构图3-2来看，主传动系统包括：蜗杆、蜗轮箱、同步带、主电机等等零部件。图 3-2 主传动系统示意图这个主传动系统中的主电机使用变频技术，变频技术不仅可以让主电机 稳定工作、降低噪音还能帮助其减少能源损耗。变频技术还可以通过电流和电压的调节来保护主电机。变频技术可以实时监测主电机的工作，一旦出现状况，变频器就会通过电流和电压停止主电机的工作，同时会显示出现故障的原因，通过这些工作能够保障主电机的正常工作。主传动系统中，各个部分相互联系，相辅相成。主轮带和主电机通过平键和输出轴直接联系在一起，主轮带和蜗杆带轮通过同步带进行动力的运输，蜗杆带轮和蜗杆相互联系，带动涡轮、蜗杆的工作。而涡轮直接与主轴联系，主轴通过键、弹簧胀圈与冲盘相连，带动冲盘转动。下图3-3是主传动系统中蜗轮箱的内部结构：安装涡轮和蜗杆时配置的传动侧隙的规格要在0.060.10mm之间。这样才能够使涡轮和蜗杆正常工作。图 3-3 主传动蜗轮箱结构3.1.2冲盘的内部构成下图3-4是冲盘的内部系统结构，在冲盘的安装中，冲盘的端面圆跳动不得超过0.04mm。图 3-4冲盘的内部构成上冲盘中的各个导轨形成连续的曲线和上压轮结构构成了上冲导轨，上冲导轨包括：上升、保护、下降导轨。充填、计量、保护、出片导轨和下压轮、装卸块等组合而成下导轨。其中比较重要的是充填导轨，下面对充填导轨进行简单的介绍：充填导轨的主要作用是调节下冲头的位置，充填导轨一般是安在平台正下方，这样药片排出时，上冲头升到最高，通过充填导轨把下冲头位置降低，药粉就能进入中模储存起来。下冲头从右边进入导轨，在左边通过充填导轨降低达到最低位置时把中模中储存的多余的药粉排出来。使用的充填导轨的类型是由药粉的类型、被压药粉的实压比来决定的。通常情况下，使用充填导轨能够保证至少要比不使用多加1-2mm的材料。根据产品类型和实压比选择的充填导轨的计算公式：H=G/(D/4)（3-1）式中H填充深度；G片剂重量；D片剂直径；密度使用的充填导轨的类型决定了需要药粉的多少，如果使用的充填导轨的厚度太大，无法通过触摸屏调节其重量的话，就需要对充填导轨进行更换。下面的图就反映了充填导轨的填充深度的关系。填充深度不同的话，充填导轨的厚度也不同。一般来说充填导轨的四个规格为：12mm(0-8)、8mm(4-12)、4mm(8-16) 、0mm(12-20)。其中最薄的就是填充深度为12mm(0-8)的导轨，0mm的导轨是压厚片的导轨。图3-5 充填导轨和填充深度图计量导轨也是主电机中比较重要的部件，一般安置在充填导轨后，主要是用来计量药品的重量的。在充填导轨把下冲头位置降到最低时，下冲头到计量导轨处，又被计量导轨推上去，这样能够尽量保证每个中模中的药粉的重量相同，降低药粉的偏差。图3-6主电机中计量导轨和充填导轨的位置图根据上面的图来看，在充填导轨把下冲头位置降，到最低时，计量导轨把下冲头推上去。因为计量导轨最上面的平面比较光滑，这个平面又决定了下冲头到中模的最高位置所以是由计量导轨来确保每个中模中的药粉的重量相同的。在用相同的压力压药粉时，计量导轨的位置越低，压出的药片的厚度越大，相应也就越重。而计量导轨可以通过调节充填手轮来调整高低的，如果调节手轮无法很好地调整高低的话，也需要对充填导轨进行更换。计量保护导轨主要是为了防止下冲头在中模中晃动，造成药片的偏差设置的。如果在计量导轨和计量保护导轨中冲模底部到内斜角有很大的缝隙，那么在高速运动中的设备就容易不稳定，从而造成药片偏差。一般会调节计量导轨和计量保护导轨之间的缝隙来减少偏差。这个缝隙的大小通过冲模用塞尺测量，一般来说最大不能超过0.15mm。如果缝隙大小合适，但是还是出现偏差，那么就需要检查计量保护导轨，拆下来观察看看是不是计量导轨或者是计量保护导轨有了磨损。下冲保护导轨主要是把冲模和药粉先拉下来再进行预压，这样药粉不容易洒出，也就不容易产生偏差。一般还会在下冲保护导轨下装传感器，如果下模比较紧，导致下冲保护导轨的位置上移，传感器受到压缩就会报警并且停止下冲保护导轨的工作。一般来说，下冲保护导轨把冲模拉下来的位置不超过2mm。3.1.4 供料系统下面是供料系统的示意图，供料系统主要由加料减速电机、万向联轴器、联接轴、料桶、轴套、转接筒代用件、传动箱体、加料底盘、平台、平台支撑等机构组成。 图3-7 供料系统示意图强迫加料器的上部是传动箱体。传动箱体的下部有2个两端各装上2个叶轮的输出轴。而加料器的上端是两个圆形观察窗，用来观察加料器的工作。加料器的底部是位于中冲盘上面的铜片，使用铜片可以将中冲盘和加料器的间隙充分降低，减少粉漏。加料器的底部通过螺钉连接板，前端设置的两个铜片用来收料挡料，就是把冲模中剩余的物料回收。加料器也是通过螺钉和平台联系起来的，前后各装一个连接回粉环的刮粉器，刮粉器和收料铜片的作用大体相似，可以把多余的药粉收回加料器中。这个装置主要使用的是变频器和三相异步交流电机来控制、驱动。它不仅可以用来回收剩余的药粉，同时也可以调整中模中药粉的重量偏差。起到调节主电机工作的速度，保障主电机平稳工作，突发意外时停止 工作的作用。加料电机的速度也可以通过触摸屏进行调节，如果要压的药片片量大，压机速度快时，加料电机的速度也要相应调快，否则容易导致药片的重量偏差，或者是达不到要求。3.1.5 主压轮机构上主压轮机构：上主压轮机构如图3-8所示。 图3-8 上主压轮内部结构示意图上主压轮一般通过刚性连接安在支撑板上，依靠机械结构提供支撑力。下面是下主压轮的内部结构示意图： 图3-9 下主压轮的内部结构示意图下主压轮一般直接按在基座板上，同样依靠机械结构提供支撑力。下主压轮的作用一般是通过调节手轮来调整主压轮的位置。3.1.6预压轮的内部结构下图是上预压轮的内部构造示意图：图3-10 上预压轮的内部构造示意图上预压轮和上主压轮一样安装在支撑板上。上预压轮位置的调整一般是通过偏心轴转动来实现的。下图是下预压轮内部构造示意图：图3-11下预压轮内部构造示意图下预压轮的位置调整主要是通过调节手轮带动涡轮副旋转来实现的。3.2 强迫加料系统运行速率对填充物料过程稳定程度的作用一般来说，在拨料叶轮工作运行速度的调控方面，起到主要调控作用的内容就是变频器设备运行状态下减速电机的对应调配。当我们完成了强制加料器设备的基础结构设计之后，拨料叶轮设备的运行速率也会对设备运行的稳定程度产生一定的作用。让我们假设，如果设备的状态比较极端，举例来说，运行速度恰好是0，那么物料就不能够获得充足的动力，也就难以在流动性上发挥出优势。所以，运行速度必须通过合理的调控，我们主要将下列两个部分纳入到考虑范畴内：（1）按照物料的基本特征，倘若对象物料本身的流动性能就达到了较高的水准，那么拨料叶轮设备的运行速率著需要调整到要求的速率内就可以完成期待的工作任务。但是，如果对象的流动性不高，甚至非常差，那么我们就必须要借助一定的辅助设备来实现填充过程的顺利进行。辅助的设备内容需要按照具体情况具体分析，这种情况下的运行速率也需要具体情况具体分析。（2）转台设备的运行速率大的时候，所期待的产量数值也就越大，那么拨料叶轮的运行速率也就对应地变大，反之，也会相应地减小。当设备的运行状态已经满足了基本标准并且符合上述需求的时候，速率最好降低一些，以降低对物料对象可能造成的不利作用。3.3 电气调控体系的基本构成成分和具体作用我们主要介绍的电器调控体系是高速压片机类型的电气控制系统。这种系统的基本构成结构有四个，分别是各类传感器设备、触摸屏设备、PLC调控设备以及变频器设备。高速压片机设备的基础运行原理在于利用压力传感设备所检测到的信号内容和中心调控系统的分析内容，根据预先设定好的调控模型进行填药深度数值的控制，以此来完成药片制造的全自动化，并能够实时监控机器设备的稳定性和安全性，及时进行药粉的补给。此外，还能够将不符合质量标准的药片进行精准剔除，提升了生产质量。一般来说我们将整个PLC调控系统划分为以下几个部分，分别是数据内容收集部分、动作顺序调控部分以及最后的处理和显示部分等。通常情况下，在动作顺序调控方面，可以划分为以下几个基础过程，分别是：润滑泵调控过程、液压调控过程、废片剔除过程、自动填充和剂量调控过程以及压制药片过程等。就压力调控方面而言，首先对应区域内的工作者需要在机器设备的显示屏幕上进行液压的调控，对具体的上限数值和下限数值进行规定。其次，在正常运行的状态下，机器设备就会在规定的数值内运行。如果运行的压力超出了限定的范围，设备就会触发自动报警装置。就润滑方面而言，同样需要对应区域内的工作者在机器设备的显示屏幕上进行润滑泵的调控，对具体的开关时间、中途时长和速率等参数进行规定。此后，将由设备自动完成润滑工作。就压片方面而言，也需要对应区域内的工作者在机器设备的显示屏幕上进行厚度和压力等基础参数的设定。在压片传动的运行速率方面，使用者必须严格加以控制，运行速率绝对不能超过规定的数值。生产技术方面提供的两种设备启动手段分别是点动和正常启动。需要对废片的参数进行规定，这样系统在检测的时候才能够将不符合合格药片参数的产品进行剔除。药粉的密度随着湿度的变化而产生变化，所以工作人员需要严格控制药粉的填充数量，否则在生产质量方面可能会存在问题。电气控制线路图如图3-12 (a)，图3-13 (b)，图3-14 (c)，图3-15 (d)。图 3-12 （a)图 3-13 (b)图 3-14 (c)图 3-15 (d)第4章 实验与数据分析4.1 实验背景通常情况下，在设备进行压片的时候收到药粉流动特征的影响，会存在填充不完全的现象出现，这就会导致药片的重量出现偏差，直接影响药片的最终质量。在国外，很多学者通过实验研究手段和离散单元手段进行了粉末颗粒方面的研究，并获得了一些显著成果。然而，设备的基础参数对流动性的相关性指标还没有一个明确的定论。如果我们强迫地将叶轮设置为加料器的核心设备，那么我们就能够通过改变叶轮的架构来改变颗粒的流动情况。在下面的研究内容中，我们将重点使用有限元分析手段，就各种叶轮设备不同运行速率状态下的颗粒流动性进行计算，并通过比较分析法获得最终的分析结论，给后续研究提供更加理论支撑。强迫加料机构如图4-1。图 4-1 强迫加料机构实验平台为计算机，计算模型的网格在软件Gambit中生成。关键仪器设备：全自动中药制片系统压迫加料器;Winner2005A型激光粒度分析仪，出品的公司是济南微纳颗粒仪器股份有限公司；以及上海光学仪器厂出品的型号为XSP-3C的生物显微镜设备；还有拜耳医药保健有限公司启东分公司出品的达喜颗粒。4.2 实验手段阐述在以下的研究内容中，我们将重点分析制作达喜颗粒的过程中涉及到的压片机数据。其中，这种药剂的基本构成成分有：玉米淀粉、甘露醇、铝碳酸镁、硬脂酸镁等等。以下的图表呈现出了压片机设备的具体参数数值。表4-1 压片机参数表冲模数最大片径/mm最大充填深度/mm最大转台转速/rmin最大主压力/kN最大预压力/kN主压上冲模深度/mm预压上冲模深度/mm主电机功率/kW422518581002028287.5在我们根据处方内容提取对应的辅料过后，我们就可以将它们放置在混合机设备中进行混合作用并统一过筛，最终直接压成药片。具体的操作标准见下图表所示。在实验开始的前中后期，需要分别从左侧的轨道和右侧的轨道上取出数量为10的药片样本，并进行厚度和硬度的测量。表4-2 实验要求片径/mm目标片重/g片重/g片厚/mm硬度/N1610.9701.030（RSD2.5%）4.75.21201804.3 实验数据分析根据我国相关内容的要求，药片的重量差异不得超过的上下幅度为5%，也就是说，药片的重量最低不能低于0.950g，最高布恩那个超过1.050g，否则就是不合格，一般来说，企业会对这个范围进行更加严格的划定，也即是3%，以防止不能通过国家相关检测。下面展示的一组图片呈现的是当叶轮设备的运行速度分别达到了60r/min、65r/min、70r/min以及77r/min的时候，左侧轨道和右侧轨道上药片重量的分布区划。根据实验最终结果，我们发现，当运行速度的数值为60的时候，只在左侧轨道上出现了一个不符合生产标准的药片，而当速度达到了65的时候，分别在左侧和右侧出现了两片和三片不符合标准的药片。当运行速度的数值达到了70的时候，并未出现任何不符合标准的药片。而当运行速度的是指达到了77的时候，在左侧和右侧轨道上分别发现两片不符合标准的药片。通过上述实验结果以及对比结论，我们发现，虽然总是有药片不符合企业规定的生产标准，但是全部的药片都符合国家生产标准。也就是说，这些药片在粉末填充方面的稳定性都比较高，不会产生非常巨大的差别。图 4-2不同叶轮转速所得片重分布图我们还使用了有限元分析系统，就不同运行速率状态下的强迫加料器设备的运行状态进行了虚拟测算和结果分析，最终我们发现，虚拟测算的结果同实际状态下的流动结果较为吻合，这说明我们使用的方法是可靠的。当转台设备的运行速率确定的时候，叶轮设备的运行速度的大小并不意味着生产质量水平的高低，根据上面的实验结论我们可以看出，当运行速率为60r/min的时候，生产出来的药片质量是最经得起推敲的，这个时候的药片重量的差异也是所有速率生产结果中最小的一个。这样，我们就可以大胆预测：当叶轮设备的运行速率低于60 r/min的时候，药片粉末的填充状态应当更优，但这个结论的最终推导还需要通过严格的虚拟测算和具体实验进行确定。第5章 经济成本预算预算配额中使用的原材料数量包括需求和机械设备制造中立即消耗的浪费率。如果特定规格低于此规格型号，则损失率为3。使用量不使用预算额度，名称和使用量中不包括对基准价危害较小的零散原料。它们被合并到其他人工成本中，基本价格用“元”表示。预算配额不包括外包零件，其用途是根据设计图纸计算的，价格是根据采购或合作合同的价格计算的，全自动中药制片系统经济预算如表5-1 经济预算表。表5-1 经济预算表 序号组件部分数量总价格（元）1机架150002主传动系统110003冲盘结构110004导轨110005供料系统110006主压轮机构110007预压轮机构110008电气及plc元件130009电机2300010冲模42400011手工安装费1000总计22000第6章 结论全自动中药制片系统无疑是对传统中药制片系统的改良与提升。它使低效繁琐的生产方式提升巨大。对中药片产量质量有了基本保证。本设计主要对全自动中药制片系统的加料方式进行研究。与传统加料方式不同，自动化程度高且速度更快的制片系统对填充中药粉质量要求更高。传统的靴式，月牙栅式加料系统是被动加料，无法满足质量与填充要求。用电机驱动的强迫式加料系统是最适合的方案。本设计在设计强迫式加料系统机械结构后，进行速度质量实验，为探索适宜加料转速。结果表明叶轮转速60r/min时，药片质量最稳定。本设计基本成功探索加料方式不同所带来的质量差异。但美中不足的是设计中使用的冲模数较少，电机转速较低，自动化程度较低，许多功能仍没有实现。虽然基本满足生产需求，但与国际领先水平仍有较大差距。希望我今后可以更加学习理解机械方面知识，为国家贡献一份力量。也祝愿我国机械制药蓬勃发展，引领世界。参考文献1伍善根 沈震. 单冲压片机与旋转式压片机的比较与理论分析J. 机电信息, 2008(32):38-43.2施昊韫 陈岚 虞雅萍 陈露真. 强迫加料器叶轮转速对压片机充填影响的数值模拟和试验研究J. 中国医药工业杂志, 2011(11):33-36.3张洪运 韩玉环 郭文峰 李宗武 李永杰 孙杰. 高速压片机电气控制系统设计J. 自动化应用, 2012(02):12-13.4杨红森. 旋转式压片机强制加料系统的使用性与常见问题分析J. 机电信息, 2007(32):33-35.5田耀华. 55冲亚高速压片机的技术创新与降本增效效应J. 机电信息, 2009(11):36-40.6单正林. S250旋转式压片机强制供料装置的结构及使用分析J. 机电信息, 2009(20):54-56.7陈书文 潘祎萱 崇青雅. 一种用于制药压片生产的虚拟仿真平台J. 金陵科技学院学报, 2019(02):55-58.8伍善根. 压片机冲模的选购和使用J. 医药工程设计, 2007(04):45-49.9岳鹏飞 郑琴 胡鹏翼 伍振峰 杨明. 浅析全粉末直接压片技术及其在中药应用中的关键问题J. 中草药, 2010(12):179-181.10杨兵. 基于ANSYS的压片机机身优化设计J. 机械工程与自动化, 2018(2):3-3.11曹刚 魏士勇. 基于MATLAB对压片机机身的遗传算法优化J. 农业开发与装备, 2014(06):63-64.12朱湘宁 李小刚 刘卫东. 压片机冲头在工作过程中的受力分析J. 机电信息, 2015(35):4-4.13维彩云. ZP9A型旋转式压片机的操作J. 科技创新与应用, 2015(14):52-52.14崔兆福. 全自动高速压片机的机理及常见故障分析J. 中小企业管理与科技(上半月), 2008(04):67-67.15昌水平 林子安 梁志云 李志成 余香. 复方新会陈皮含片制备工艺研究J. 新中医, 2018(9):3-3.16桂志娟 周伟. GZPL-28C全自动高速旋转式压片机在生产中的应用J. 中外医疗, 2008(11):2-2.17桂志娟 周伟. GZPL28C全自动高速旋转式压片机在生产中的应用J. 中外医疗, 2008(11):63-64.18W. Grymonpr,V. Vanhoorne,B. Van Snick,B. Blahova Prudilova,F. Detobel,J.P. Remon,T. De Beer,C. Vervaet. Optimizing feed frame design and tableting process parameters to increase die-filling